1) Khỏi niệm chung và phõn loại
Mỏy xỳc được sử dụng rộng rúi trong ngành khai thỏc mỏ lộ thiờn, trờn cụng trường xõy dựng cụng nhiệp và dõn dụng, trờn cỏc cụng trỡnh thuỷ lợi, xõy dựng cầu đường và nhiều hạng mục cụng trỡnh khỏc nhau, ở những nơi mà yờu cầu bốc xỳc đất đỏ với khối lượng lớn.
Phõn loại theo tớnh năng sử dụng
Mỏy xỳc dựng trong ngành xõy dựng chạy bằng bỏnh xớch, bỏnh lốp cú thể tớch gầu xỳc từ 0,25 ữ 2m3
.
Mỏy xỳc dựng trong ngành khai thỏc mỏ lộ thiờn cú thể tớch gàu xỳc từ 4 ữ 8m3
. Mỏy xỳc dựng để bốc xỳc đất đỏ cú thể tớch gầu xỳc từ 4 ữ 35m3
. Mỏy xỳc bước gàu ngoạm cú thể tớch gàu xỳc từ 4 ữ 80m3
.
Phõn loại theo cơ cấu bốc xỳc
Mỏy xỳc cú cơ cấu bục xỳc là gàu thuận, gàu xỳc di chuyển vào đất đỏ theo hướng từ mỏy xỳc đi ra phớa trước dưới tỏc dụng của hai lực kết hợp: cơ cấu nõng - hạ gàu và cơ cấu tay gàu
Mỏy xỳc cú cơ cấu bốc xỳc là gàu ngược, gàu di chuyển vào đất đỏ theo hướng từ ngoài vào trong dưới tỏc dụng của hai lực kết hợp: cơ cấu nõng hạ gàu và cơ cấu đẩy tay gàu
ngang từ ngoài vào trong trờn cần gàu dẫn hướng
Mỏy xỳc cú cơ cấu bốc xỳc là gàu treo trờn dõy, gàu di chuyển theo hướng từ ngoài vào trong mỏy xỳc dưới tỏc dụng của hai lực kết hợp: cơ cấu kộo cỏp và cơ cấu nõng cỏp
Mỏy xỳc cú cơ cấu bốc xỳc kiểu gàu ngoạm, quỏ trỡnh bốc xỳc đất đỏ được thực hiện bằng cỏch kộo khộp kớn dần hai nửa thành gàu dưới tỏc dụng của cơ cấu kộo cỏp và cơ cấu nõng cỏp. Cơ cấu bốc xỳc kiểu gàu ngoạm cú thể thay thế bằng cơ cấu múc gọi là mỏy xỳc - cần cẩu.
Mỏy xỳc rụto, cú cơ cấu bốc xỳc gàu quay. Gàu quay gồm một bỏnh xe,cú nhiều gàu xỳc nhỏ gỏ lắp trờn bỏnh xe theo chu vi của bỏnh xe
Mỏy xỳc nhiều gàu xỳc, gồm nhiều gàu nhỏ nối tiếp theo băng xớch di chuyển liờn tục (giống như băng chuyền)
Trong cỏc loại mỏy xỳc kể trờn, mỏy xỳc gàu thuận cú mức đứng thấp hơn so với mức gương lũ (mức đất đỏ cần bốc xỳc). Mỏy xỳc gàu cào cú mức đứng của mỏy xỳc ngang với mức của gương lũ, cũn tất cả cỏc mỏy xỳc cũn lại cú mức đứng của mỏy xỳc cao hơn mức của gương lũ.
Phõn loại theo cơ cấuđộng lực (cơ cấu sinh cụng)
Mỏy xỳc cú cơ cấu sinh cụng là động cơ điện. Mỏy xỳc cú cơ cấu sinh cụng là động cơ đốt trong.
Phõn loại theo cơ cấu di chuyển
Mỏy xỳc chạy bằng bỏnh xớch. Mỏy xỳc chạy bằng bỏnh lốp. Mỏy xỳc chạy theo đường ray. Mỏy xỳc chạy theo bước
2) Cỏc yờu cầu cơ bản đối với hệ truyềnđộng cỏc cơ cấu của mỏy xỳc
Chế độ làm việc của một mỏy xỳc phụ thuộc vào cấu tạo, kết cấu của nú và cỏc đặc điểm đặc trưng của quỏ trỡnh đào hoặc bốc xỳc đất đỏ. Bởi vậy, cỏc yờu cầu đối với hệ truyền động cỏc cơ cấu của mỏy xỳc cú một gàu xỳc và mỏy xỳc cú nhiều gàu xỳc cú nhiều điểm khỏc biệt nhau.
*Đối với mỏy xỳc cú một gàu xỳc
Đối với mỏy xỳc cỳ một gàu xỳc, cỏc yờu cầu chớnh đối với hệ truyền động cỏc cơ cấu bao gồm:
+) Đặc tớnh cơ của hệ truyền động điện: truyền động cỏc cơ cấu chớnh của mỏy xỳc (cơ cấu nõng - hạ gàu, cơ cấu quay và cơ cấu đẩy tay gàu) phải đảm bảo hai yờu cầu chớnh sau:
+) Trong phạm vi tải thay đổi từ 0 đến dũng nhỏ hơn dũng điện ngắt (Ing = 2,25 ữ 2,5 Iđm) , độ sụt tốc độ khụng đỏng kể để đảm bảo năng suất của mỏy;
- Khi động cơ bị quỏ tải (I ≥ Ing), tốc độ của động cơ truyền động phải giảm nhanh về khụng để khụng gõy hỏng húc đối với động cơ.
Để đỏp ứng hai yờu cầu trờn, hệ truyền động phải tạo ra đường đặc tớnh cơ đặc trưng gọi là đặc tớnh “mỏy xỳc”.
*Đối với mỏy xỳc cú nhiều gàu xỳc
Cỏc yờu cầu tớnh chọn cụng suất động cơ
Biểu đồ phụ tải của cơ cấu chớnh mỏy xỳc: Đảm bảo cỏc điều kiện tớnh chọn sơ bộ
Tham số kĩ thuật của động cơ truyền động
Mụ men quỏn tớnh của cơ cấu qui đổi về trục động cơ Mụ men cản tớnh của cơ cấu qui đổi về trục động cơ Đảm bảo cỏc yếu tố: Chủng loại mỏy xỳc
Chế độ cụng nghệ của mỏy xỳc Tớnh chọn cụng suất động cơ thực hiện theo cỏc bước sau:
Xõy dựng biểu đồ phụ tải theo cỏc cụng thức và tớnh cụng suất cản tĩnh
Tiến hành chọn sơ bộ cụng suất động cơ theo cụng suất cản và xõy dựng đường đặc tớnh cơ của hệ truyền động
Xõy dựng biểu đồ phụ tải chớnh xỏc của cơ cấu cú tớnh đến chế độ quỏ độ
Kiểm tra điều kiện phỏt núng của động cơ đú chọn theo phương phỏp dũng điện hoặc mụ men đẳng trị
Kiểm tra điều kiện quỏ tải của động cơ đó chọn
3) Sơ đồ điều khiển mỏy xỳc EKG – 4
Mỏy xỳc EKG – 4, 6 là loại mỏy xỳc một gàu - gàu thuận thường được sử dụng trờn cụng trường xõy dựng, cụng trỡnh thuỷ điện, trờn cỏc cụng trường khai thỏc mỏ theo phương phỏp lộ thiờn.
Cỏc cơ cấu chớnh của mỏy xỳc EKG – 4 bao gồm: cơ cấu nõng –hạ gầu, cơ cấu đẩy tay gầu, cơ cấu quay và cơ cấu di chuyển mỏy đều cú sơ đồ khống chế riờng, dựng hệ F – Đ và tương đối giống nhau, sai khỏc khụng đỏng kể. Ta xem xột một sơ đồ khống chế nõng – hạ
VR5 F é CKTé KCB R6 CKF1 CKF2 CKF3 KN KH r1 r2 r3 r4 KH KN _ + 3G 2G 1G + _
Hỡnh 4-30. Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu nõng hạgầu xỳc
b. Giới thiệu sơ đồ
Điều khiển động cơ bằng bộ khống chế KC cú 11 vị trớ và 6 hàng tiếp điểm. Đảo chiều quay động cơ nhờ đảo chiều dũng cuộn kớch từ mỏy phỏt CKF1 qua cầu tiếp điểm. Cuộn kớch từ song song CKF2 đấu vào phần ứng động cơ qua biến trở VR5. Cuộn kớch từ nối tiếp CKF3 đấu nối tiếp với hệ thống mạch lực F – Đ. Sức từ động hai cuộn CKF1 và CKF2 cựng chiều với sức từ động cuộn CKF3 ngược chiều với hai cuộn kia: F∑ = FCKF1 + FCKF2 – FCKF3.
Do đú sức từ động của CKF3 cú tớnh chất khử từ. khi dũng động cơ nằm trong giới hạn 0 < IĐ < Ing ( Ing = ( 2,25 ữ 2,5 ) Iđm thỡ tớnh chất khử từ khụng lớn lắm, độ sụt tốc nhỏ và tốc độ động cơ thay đổi ớt đảm bảo năng suất mỏy. Khi bị quỏ tải Iđ > Ing thỡ tỏc dụng khử từ mạnh làm điện ỏp mỏy phỏt giảm nhanh về 0. Đặc tớnh cơ của hệ “ gục” hạn chế trị số mụmen dừng trong giới hạn cho phộp M dừng = (1,5 ữ 2) Mđm.
1 2 3 4 5 1' 2' 3' 4' 5' K3 K4 K5 K6 K1 K2 KC KN 1G 2G 3G KH KCB Nõng + -
Hỡnh 4-31. Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu nõng hạ gầu của mỏy xỳc EKG – 4
c) Nguyờn lý hoạt động
Quay bộ KC sang vị trớ 1, cụng tắc KN cú điện. Dũng điện cuộn CKF1 nhỏ vỡ đấu nối tiếp với cỏc điện trở R1, R2, R3, R4. Mụmen do động cơ sinh ra bằng 0,5 Mđm và tốc độ động cơ thấp nhất để kộo căng cỏp, để khắc phục khe hở trong cỏc khõu truyền lực và đưa gầu xỳc từ từ vào đất đỏ, bắt đầu quỏ trỡnh bốc xỳc. Tiếp tục chuyển bộ KC sang vị trớ 2, 3, 4, 5 thỡ tốc độ động cơ tăng dần do cụng tắc tơ 1G, 2G, 3G lần lượt tỏc động nối tắt dần cỏc điện trở cuộn CKF1. Khi chuyển KC về vị trớ 0, cỏc cụng tăc tơ 1G, 2G, 3G mất điện, động cơ được hómđộng năng.
Hạ gầu bằng cỏch quay KC sang cỏc vị trớ 1’, 2’, 3’, 4’, 5’ – trong cỏc vị trớ này cụng tăc tơ KCB mất điện, điện trở R6 được đấu vào cuộn kớch từ của động cơ CKTĐ làm giảm từ thụng tăng tốc động cơ hạ gầu.
Trong chế độ quỏ độ, trị số mụ men và tốc độ động cơ phụ thuộc quỏn tớnh điện từ của cỏc cuộn CKF của mỏy phỏt và quỏn tớnh cơ hệ truyền động. Do cuộn kớch từ nối tiếp CKF3 cú hằng số thời gian rất lớn nờn trị số mụ men cực đại được hạn chế trong giới hạn Mmax = 1,3 Mđm
2) Mạch điện Hệ thống tự động khống chế băng tải vận chuyển vật liệu
a) Giới thiệu sơ đồ
Vật liệu được vận tải từ băng tải 1 đổ vào thựng phõn phối T1 sau đú vật liệu được phõn phối theo 2 đường chớnh, đường 1 theo 2 băng tải 2 và 3 rồi đổ vào xilụ S1 đường 2 theo băng tải 4 đổ vào thựng phõn phối T2. Từ thựng phõn phối T2 phõn ra 2 đường nhỏnh: Nhỏnh 1 theo băng tải 6 đổ vào silụ S2, nhỏnh 2 theo băng tải 5 đổ vào silụ S3.
Cú 4 chuyển mạch để chọn chế độ làm việc của cỏc băng tải 1CM,2CM,3CM. Khống chế toàn bộ hệ thống làm việc bằng nỳt bấm M
b)Nguyờn lý làm việc
Muốn tải nguyờn liệu vào silụ S3 quay chuyển mạch để cho 1CM và 4CM kớn. Rơ le TG 1RTr (1-3) cú điện và 4RTr (1-9) cũng cú điện. Tiếp điểm 4RTr (3-21) đúng lại chuẩn bị cho 12RTr làm việc. Tiếp điểm 4RTr(3-29)đúng lại chuẩn bị cho 13RTr làm việc.
Ấn nỳt M 5RTr cú điện, đúng tiếp điểm 5RTr(1-15) tự duy trỡ nguồn cấp, đúng tiếp điểm 5RTr(1-19) cho 8RTr cú điện, đúng mạch cho cũi kờu bỏo hệ thống chuẩn bị làm việc. Sau 1t.gian duy trỡ, tiếp điểm thường mở đúng chậm của rơle t.gian Rth(1- 15) đúng lại , 6RTh cú điện, tiếp điểm 6RTr(1-17) chuẩn bị cho 7Rtr (1-17 làm việc, mở tiếp điểm 6Rtr(1-19) cắt điện 8Rtr. tiếp điểm 8Rtr(1-27)đúng lại 7Rtr cú điện, tiếp điểm 7RTr(1-3) đúng lại cấp nguồn cho toàn mạch làm việc. Khi 13Rtr cú điện, tiếp điểm 13Rtr(3-41) cấp điện cho Ctt K5 đúng điện cho động cơ truyền động băng tải5. Khi băng tải 5 đạt tốc độ định mức, tiếp điểm cuat rơle khiểm tra tốc độ RKT5(3-39) kớn làm cho K4 cú điện, đúng điện cho động cơ truyền động băng tải 4. Khi băng tải 4 đạt tốc độ định mứctiếp điểm của RKT4 (3-33) kớn, K1 cú điện, đúng điện cho truyền động băng tải 1.
CÂU HỎI ễN TẬP CHƯƠNG 4
4.1. Trỡnh bày khỏi quỏt, yờu cầu cơ bản về thang mỏy, cầu trục
4.2. Phõn tớch sơ đồ điều khiển cỏc cơ cấu cầu trục bằng bộ khống chế động lực H-51 4.3. Phõn tớch sơ đồ trang bị điện thang mỏy 5 tầng tốc độ trung bỡnh
4.4. Trỡnh bày khỏi quỏt về hệ thống sấy 4.5. Phõn tớch sơ đồ hệ thống mỏy sấy đối lưu 4.6. Phõn tớch sơ đồ hệ thống mỏy sấy thựng quay 4.7. Phõn tớch sơ đồ hệ thống mỏy sấy tầng sụi 4.8. Phõn tớch sơ đồ hệ thống mỏy sấy đối lưu 4.9. Phõn tớch sơ đồ hệ thống mỏy sấy băng tải
4.10. Trỡnh bày khỏi quỏt, yờu cầu truyền động và trang bị lũ hồ quang, 4.11. Trỡnh bày khỏi quỏt, yờu cầu truyền động và trang bị điện lũ nấu thộp, 4.12. Trỡnh bày khỏi quỏt, yờu cầu truyền động và lũ điện trở
4.13. Phõn tớch sơ đồ khống chế ổn định nhiệt độ lũ điện trở bằng bộ điều ỏp xoay chiều ba pha dựng Thyristor
4.14. Trỡnh bày khỏi quỏt, phõn loại, đặc điểm của hệ truyền động điện mỏy cụng trỡnh 4.15. Phõn tớch sơ đồ điều khiển cơ cấu nõng - hạ của cầu trục dựng hệ mỏy phỏt – động cơ điện một chiều (F-Đ)
4.16. Phõn tớch sơ đồ điều khiển mỏy xỳc EKG – 4
4.17. Trỡnh bày khỏi quỏt, yờu cầu, đặc điểm, trạm trộn bờ tụng xi măng tự động.
4.18. Vẽ sơ đồ giải thuật, viết chương trỡnh điều khiển trạm trộn bờ tụng xi măng tự động.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Vừ Hồng Căn-Phạm Thế Hựu. Đọc và phõn tớch mạch điện mỏy cắt gọt kim loại. Nhà xuất bản cụng nhõn kỹ thuật. Hà Nội 1982.
[2]. Trịnh Đỡnh Đề-Vừ Trớ An. Điều khiển tự động truyền động điện. Đại học bỏch khoa Hà Nội. Hà Nội 1986.
[3]. Trịnh Đỡnh Đề. Phõn tớch tổng hợp hệ thống điều khiển tự động truyền động điện, NXB khoa học và kỹ thuật năm 1996.
[4]. Vũ Quang Hồi-Nguyễn Văn Chất- Nguyễn Thị Liờn Anh. Trang bị điện – Điện tử mỏy cụng nghiệp dựng chung, NXB giỏo dục năm 1996.
[5]. Nguyễn Doãn Phớc, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà ; Tự động hoá với Simatic S7- 300 ; nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2000.
[6]. Lê Hoài Quốc, Chung Tấn Lâm ; Bộ điều khiển lập trình vận hành và ứng dụng; nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1999.
[7]. Bựi Minh Tiờu. Kỹ thuật số tập I. nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyờn nghiệp năm 1977.
[8]. Đỗ Xuõn Tựng-Trương Tri Ngộ-Nguyễn Văn Thanh. Trang bị điện mỏy xõy dựng, NXB xõy dựng năm 1998.
[9]. Programming with STEP 7 V5.1. Part 1,2,3.
[10]. .Statement list for S7 –3 00 And S7 – 400 Programming; xuất bản tháng 11 năm 2002
[11] Ladder logic (LAD) for S7 –3 00 And S7 – 400 Programming; xuất bản tháng 11 năm 2002